Deutsch: Erfolgversprechende Therapien sind für
Patienten oft mental anstrengend und kräfteraubend. Ziel dieses
Projekts ist die Entwicklung eines Systems, welches einen
medizinischen Serviceroboter in die Lage versetzen soll mit
Patienten Memory zu spielen. Das Projekt lässt sich in die
folgenden drei wesentlichen Module gliedern:
Kartenerkennung: Mittels Methoden der digitalen Bildverarbeitung
soll der Serviceroboter die Position und das Motiv einer
aufgedeckten Memory-Karte erkennen.
Mensch-Computer-Schnittstelle: Der Patient soll in seinem
gewohnten Umfeld und in der gewohnten Art und Weise mit dem
Roboter interagieren können. Um dieses Ziel zu erreichen, soll
eine zweckmäßige Methode zur Interaktion des Roboters mit dem
Patienten entwickelt werden.
Therapieverlaufskontrolle & Spielmechanik: Die Spielverläufe
(Spielregelmäßigkeit, Erfolgsstatistik) werden zum Zweck einer
Therapieverlaufskontrolle in einer Datenbank abgelegt und dem
behandelnden Arzt bzw. der Ärztin mit einer PC-Software zur
Verfügung gestellt. Der Arzt bzw. die Ärztin hat nun die
Möglichkeit einen individuellen Schwierigkeitsgrad (Denkleistung
des Roboters) an die Leistungsfähigkeit des Patienten anzupassen
und so die erforderliche Motivation zum regelmäßigen Spielen zu
erhöhen.
English: Promising therapies are for patients
often mentally exhausting. The goal of the project is the
development of a system which provides patients the ability to
play memory with this medical service robot. You can split the
project into three main parts:
Card-detection:
Using methods of digital image processing - the service robot is
supposed to recognize the position and the motive of an uncovered
memory Card.
Human-computer interface: The
patient should be able to interact with the robot in a natural way
and in his habitual environment. To achieve this goal, there
should be a convenient way to interact with the robot.
Therapy progress control & game mechanics: The game progressions
(Regularity of the game, success statistics) are used for the
purpose of therapy progress control stored in a database. With
these the doctor has the ability to watch the result. Furthermore
the doctor is able to decide between three individual levels of
difficulty (mental capacity of the robot). The settings of the
individual levels of difficulty should improve on the one handthe
patients short-term-performance (including motivating therapy
methods) and on the other hand the long-term-performance for an
increase of motivation and regular playing.
Dieser Teil des Projektes beinhaltet eine korrekte Entwicklung der Bilderfassung sowie -verarbeitung. Dabei soll das robuste Erkennen von Memory-Karten in einer alltäglichen Umgebung gewährleistet sein. Dieses Kapitel beinhaltet die vollständige Abwicklung der Kartenerkennung. Prinzipiell funktioniert dies folgendermaßen: Mit einer Webcam werden kontinuierlich Schnappschüsse (sogenannte Snapshots in MATLAB) aufgenommen, welche anschließend mit der Bildverarbeitungssoftware bearbeitet werden. Dem Anwender soll es möglich sein, die Memory-Karten seines Beliebens auflegen zu können, das heißt, dass kein verbindlicher Spielraster verwendet wird. Weiters soll Rücksicht auf die Linsenverzeichnung sowie Spielfeldbelichtung genommen werden. Die Software hat jede einzelne Memory-Karte gespeichert und vergleicht während des Spiels die aktuell aufgedeckte Karte mit dem im System gespeicherten Kartenblatt. Das Vergleichen basiert auf der sogenannten Feature Point Detection-Methode, welche die Struktur eines Bildes untersucht und markante Punkte speichert. Anschließend folgt die Speicherung der Kartenkoordinaten. .
Es sollte eine Spielelogik entwickelt werden, durch die es möglich ist, ein Memory Spiel, mit einem Roboter, zu spielen. Diese wählt aus, welche Karten aufgedeckt werden sollten. Damit nicht bei jedem Spielzug ein richtiges oder falsches Kartenpaar aufgedeckt wird, wird eine Spielmechanik programmiert, welche mithilfe von einstellbaren Parametern die Ausgewogenheit des Spiels reguliert. Außerdem wurden verschiedene Schwierigkeitsstufen implementiert. Mithilfe dieser sollte es jedem Patienten ermöglicht werden, ein herausforderndes, aber nicht zu schweres Spiel, zu spielen. Damit die Ärzte und Patienten keine Schwierigkeiten mit der Bedienung des entwickelten Programmes bekommen, wird eine GUI erstellt, die möglichst einfach zu bedienen ist. Hinzu kommt, dass diese die Möglichkeit bieten soll, den Fortschritt jedes Patienten, einzusehen. Man kann die Spielzeit, Anzahl der Fehlversuche und den Spielausgang, mithilfe eines Diagrammes, einsehen. Um dies zu ermöglichen werden diese Parameter in einer Datenbank gespeichert beziehungsweise abgerufen.